(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン又は可動壁を駆動することによって容積が変更可能なポンプ室と、前記ポンプ室へ流体を流入させる入口流路と、前記ポンプ室から流体を流出させる出口流路と、前記入口流路と前記ポンプ室との間に、前記入口流路を開閉する流体抵抗要素と、を備えるポンプと、
前記出口流路から前記入口流路へ流体を循環させる循環流路と、
前記ポンプ室に流入する流体の圧力を調整させる第１容積調整室と、を備え、
前記第１容積調整室の調整容量は、前記循環流路の流体の圧力増分をΔＰ、その時の該循環流路の体積増分をΔＶ、流体を循環させたときの該循環流路の前記出口流路側の流体の圧力をＰSとしたときに、式
【数１】
0005828372.tif 000005
を満たす調整容量ＶBであり、
前記循環流路の前記出口流路側に、前記ポンプ室から流出する流体の圧力を調整させる第２容積調整室をさらに備え、
前記第１及び第２容積調整室は伸縮する構造を有し、天秤及びばねを介して互いに連結されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却装置において、
前記第１容積調整室は、該第１容積調整室の容積を調整させる圧力調整要素を備え、
前記圧力調整要素は、弾性を有する部材で形成されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の冷却装置において、
前記第１容積調整室は前記第２容積調整室よりも柔らかい材料で形成されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷却装置を備えることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置及びプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発熱するデバイスや加温されたデバイスの熱量を液体の冷却媒体によって吸熱することによってデバイス等の冷却対象物を冷却する小型の冷却装置が提案されている。
【０００３】
例えば、供給される信号に対する応答性が高く調光に優れた固体発光光源を備えるプロジェクターが提案されている。固体発光光源（発熱体）は、電流の供給量に比例して発光量が増加するが、発熱量も増加するため、大きな電流を供給した場合には、自らの熱によって破損したり、短命化する。このため、上述の冷却装置によって固体発光光源を冷却することによって、固体発光光源の破損を抑止しかつ長寿命化を図ることが提案されている。
【０００４】
このような冷却装置は、具体的には、固体発光光源等の発熱源を冷却するための冷却媒体と、発熱源が発熱した熱量を吸熱することによって高温化された冷却媒体を冷却する冷却媒体冷却手段を備えている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、冷却用液体（冷却媒体）が循環機構によって常時循環され、その結果、冷却槽内の温度のムラが解消される技術が開示されている。このような技術によれば、固体発光光源の破壊することなく、固体発光光源にかける電流・電圧を上げることができるようになり、その結果、スクリーン輝度を上げることができる。プロジェクター装置の大型化を招くことがない。冷却用液体の液量を増加させることができる。さらに、冷却機構により、加熱された冷却用液体の熱を効率良く外部に放熱することができ、冷却効率の向上を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２４２４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電子機器などに設けられる半導体モジュールを冷却する上記特許文献１のような液冷ジャケットは、冷却水の漏洩を防止するために密閉された状態で冷却水を循環する密閉系循環流路を形成されている（図１２（Ａ）参照）。しかし、密閉系循環流路は、図１２（Ｂ）に示すように、ポンプが動作すると密閉系循環流路の構成要素が流路の流体抵抗によって増加した圧力で変形し容積が拡大する。その拡大の度合いは上流側（ポンプ出口流路側）ほど下流側（ポンプ入口流路側）の流路抵抗の影響が加味されるため大きくなる。したがって、そのまま駆動を続けると供給側圧力が負圧となりポンプ特性が低下する。その結果、ポンプは冷却水を安定して循環させることができなくなり、発熱する機器を安定的に冷却することが困難になる虞がある。
この拡大の度合いは、以下に示すとおりである。
まず循環流路系全体に一定圧ΔＰを印加したときの流路系全体の容積増加量をΔＶとする。
次に、循環流路系に所望の流量を流す場合におけるポンプ出口流路側の圧力とポンプ入口側流路の圧力差をＰｓとする。循環流路にそって下流に行くにしたがって循環流路内の圧力は減少し、ポンプ入口側流路ではＰｓ＝０となる。このとき、循環流路全体の流体量が一定だとすると、循環流路の上流側すなわちポンプ出口流路側では、循環流路が変形し体積がＶｄ増加する。それに伴って、下流側では流体の不足が生じて負圧になる。
この負圧を発生させずに、ポンプ入口側流路の圧力をポンプ駆動前と同じに保つには、式１のような条件を満たす容積調整室が必要である。式に１／２が乗ぜられているのは、下流側に行くにしたがって循環流路の圧力は減少し、循環流路の変形による容積の増加が少なくなるからである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］ピストン又は可動壁を駆動することによって容積が変更可能なポンプ室と、前記ポンプ室へ流体を流入させる入口流路と、前記ポンプ室から流体を流出させる出口流路と、前記入口流路と前記ポンプ室との間に、前記入口流路を開閉する流体抵抗要素と、を備えるポンプと、前記出口流路から前記入口流路へ流体を循環させる循環流路と、前記ポンプ室に流入する流体の圧力を調整させる第１容積調整室を備え、前記第１容積調整室の調整容量は、前記循環流路の流体の圧力増分をΔＰ、その時の該循環流路の体積増分をΔＶ、流体を循環させたときの該循環流路の前記出口流路側の流体の圧力をＰSとしたときに、式
【００１０】
【数１】
0005828372.tif 000002
を満たす調整容量ＶBであることを特徴とする冷却装置。
【００１１】
これによれば、第１容量調整室を循環流路の入口流路側に取り付けることで、入口流路と出口流路とのポンプ駆動による圧力がほぼ同一となるため、循環流路系の構成要素の変形によるポンプ前後の循環流路中の流体体積の偏りが発生しないので、安定して流体を循環させることができるため、安定して熱源を冷却することができる。
【００１２】
［適用例２］上記冷却装置であって、前記第１容積調整室は、該第１容積調整室の容積を調整させる圧力調整要素を備え、前記圧力調整要素は、弾性を有する部材で形成されていることを特徴とする冷却装置。
【００１３】
これによれば、容積調整室の容積を弾性変形により、容易に調整することができる。
【００１４】
［適用例３］上記冷却装置であって、前記循環流路の前記出口流路側に、前記ポンプ室から流出する流体の圧力を調整させる第２容積調整室をさらに備えることを特徴とする冷却装置。
【００１５】
これによれば、第２容積調整室が出口流路側の脈動流を吸収するので、安定して液体を流出することができる。
【００１６】
［適用例４］上記冷却装置であって、前記第１及び第２容積調整室は、互いに連通されていることを特徴とする冷却装置。
【００１７】
これによれば、第１及び第２容積調整室は連通されているので、内部の流体が減ったときにも互いにバランスがとれる。
【００１８】
［適用例５］上記冷却装置であって、前記第１及び第２容積調整室は、並列あるいは直列状に配置されていることを特徴とする冷却装置。
【００１９】
これによれば、冷却装置内の容積調整室の配置が容易になる。
【００２０】
［適用例６］上記冷却装置であって、前記第１又は第２容積調整室のうち少なくとも一方は、伸縮する構造を有することを特徴とする冷却装置。
【００２１】
これによれば、伸縮する構造により容積調整室を容易に構成することができる。
【００２２】
［適用例７］上記に記載の冷却装置を備えることを特徴とするプロジェクター。
【００２３】
これによれば、固体発光光源を上記冷却装置で冷却することにより、固体発光光源自らの熱よる破壊を抑止できるので、固体発光光源にかける電流・電圧を上げることができるようになり、その結果、スクリーン輝度を上げることができる。冷却機構により、加熱された冷却用液体の熱を効率良く外部に放熱し、冷却用液体の冷却効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す模式図。
【図２】第１の実施形態に係る冷却システムの概略構成を示す模式図。
【図３】第１の実施形態に係るポンプを示す断面図及び平面図。
【図４】第２の実施形態に係る冷却システムの概略構成を示す模式図。
【図５】第２の実施形態に係る入口流路側容積調整室を示す断面図。
【図６】第２の実施形態に係る入口流路側容積調整室の動作を説明するための断面図。
【図７】第２の実施形態に係るポンプを示す断面図。
【図８】第３の実施形態に係る冷却システムの概略構成を示す模式図。
【図９】変形例１に係る容積調整室を示す断面図。
【図１０】変形例２に係る容積調整室を示す断面図。
【図１１】変形例３に係る容積調整室を示す断面図。
【図１２】従来の冷却システムを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本実施形態に係る冷却装置、プロジェクター、及び冷却方法の一実施形態について説明する。以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２６】
（第１の実施形態）
（プロジェクターの構成）
図１は、本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す模式図である。本実施形態に係るプロジェクター２は、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、形成した光学像をスクリーン（図示略）上に拡大投射するものである。このプロジェクター２は、外装筐体４と、光学装置６と、冷却システム（冷却装置）７とで大略構成されている。
【００２７】
図１において、図示は省略するが、外装筐体４内において、光学装置６及び冷却システム７以外の空間には、プロジェクター２の構成部材に電力を供給する電源ユニットや、プロジェクター２全体を制御する制御装置等が配置される。
【００２８】
外装筐体４は、光学装置６及び冷却システム７等を内部に収納配置する筐体である。図示は省略するが、この外装筐体４には、プロジェクター２外部の空気を内部に導入するための吸気口や、プロジェクター２内部で温められた空気を排出するための排気口が形成されている。
【００２９】
光学装置６は、光源から射出された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像（カラー画像）を形成し、形成したカラー画像を拡大投射する。この光学装置６は、図１に示すように、発熱体としての光源装置１０と、光変調装置としての３つの液晶ライトバルブ１２と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム１４と、投射光学装置としての投射レンズ１６等を備える。
【００３０】
光源装置１０は、前記制御装置による制御の下、点灯し、液晶ライトバルブ１２に向けて光束を射出する。これら光源装置１０は、図１に示すように、Ｒ色光を射出するＲ色光用ＬＥＤ（Light Emitting Diode）モジュール１０Ｒと、Ｇ色光を射出するＧ色光用ＬＥＤモジュール１０Ｇと、Ｂ色光を射出するＢ色光用ＬＥＤモジュール１０Ｂとで構成される。
【００３１】
ＬＥＤモジュール１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、略同様の構成であり、具体的な図示は省略するが、Ｓｉ基板上に固体発光素子である複数のＬＥＤ素子が配列形成されている。ＬＥＤモジュール１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを構成するＬＥＤ素子は、結晶の種類及び添加物等が異なるように形成されたものであり、それぞれＲ色光、Ｇ色光、Ｂ色光を発する。
【００３２】
光源装置１０としては、上述したＬＥＤモジュールに限らず、その他の構成、例えば、レーザーダイオードや、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子、シリコン発光素子の各種固体発光素子を採用してもよい。
【００３３】
３つの液晶ライトバルブ１２は、透過型の液晶パネルであり、前記制御装置からの駆動信号に基づいて、液晶セル（図示略）に封入された液晶分子の配列を変化させ、各ＬＥＤモジュール１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出された各色光を、それぞれ透過若しくは遮断することにより画像情報に応じた各光学像をクロスダイクロイックプリズム１４に射出する。
【００３４】
クロスダイクロイックプリズム１４は、各液晶ライトバルブ１２から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム１４は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、互いに対向する各液晶ライトバルブ１２から射出された各色光を反射し、投射レンズ１６に対向する液晶ライトバルブ１２から射出された色光を透過する。このようにして、各液晶ライトバルブ１２にて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。
【００３５】
投射レンズ１６は、複数のレンズが組み合わされた組レンズとして構成される。投射レンズ１６は、クロスダイクロイックプリズム１４から射出されたカラー画像を図示しないスクリーン上に拡大投射する。
【００３６】
光源装置１０と液晶ライトバルブ１２との間に、他の光学素子、例えば、光源装置１０から射出された色光の偏光方向を略一方向の直線偏光に揃える偏光変換素子や、光源装置１０から射出された色光の面内照度を均一化するロッドインテグレーターや複数の小レンズがマトリクス状に配設されたレンズアレイ等の均一照明光学素子を配設しても構わない。
【００３７】
冷却システム７は、具体的には後述するが、冷却媒体（流体）Ｘを循環させ、該冷却媒体Ｘにより各ＬＥＤモジュール１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを冷却する装置である。本実施形態では、ＬＥＤモジュール１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを冷却する構成としているが、これに限らず、液晶ライトバルブ１２等のプロジェクター２内部の他の構成部材を冷却する構成としても構わない。
【００３８】
冷却システム７は、図１に示すように、各ＬＥＤモジュール１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対応して、３つで構成されている。３つの冷却システム７は、同様の構成であるので、以下では、１つの冷却システム７のみを説明する。
【００３９】
（冷却システムの構成）
図２は、本実施形態に係る冷却システム７の概略構成を示す模式図である。本実施形態の冷却システム７は、冷却媒体Ｘを介して発熱体Ｈを冷却するためのものであり、図２に示すように、流体流動部材（チューブ）（循環流路）１８、ポンプ２０、受熱部２２、放熱部２４、冷却媒体冷却部２６、モーター制御部２８、温度センサー３０、及び温度管理部３２を備えて構成されている。本実施形態の冷却媒体Ｘとしては、液体が用いられている。
【００４０】
流体流動部材１８は、冷却媒体Ｘの循環流路を形成するものであり、環状に形状設定されている。流体流動部材１８の途中部位にポンプ２０、受熱部２２、及び放熱部２４が配置されている。流体流動部材１８は出口接続管路４８ｃから入口流路５０ａへ流体を循環させる。
【００４１】
ポンプ２０は、流体流動部材１８内の冷却媒体Ｘに対して流れを付与するものである。
【００４２】
受熱部２２は、発熱体Ｈに対して接触するように配置されるものであり、金属等の熱伝達率の高い材料によって形成されている。この受熱部２２において発熱体Ｈの熱量が冷却媒体Ｘに吸熱されることで、発熱体Ｈが冷却される。
【００４３】
放熱部２４は、発熱体Ｈの熱量を吸熱することによって高温化された冷却媒体Ｘを放熱させるためのものであり、本実施形態においては、ラジエーターとして構成されている。
【００４４】
冷却媒体冷却部２６は、冷却媒体Ｘを冷却するためのものであり、本実施形態においては、ファン駆動モーター３４及びファン３６を備える冷却ファンによって構成されている。
【００４５】
ファン駆動モーター３４は、ファン３６を駆動するためのモーターであり、このファン駆動モーター３４によってファン３６が回転駆動されることによって、風が生じ、放熱部２４を介して冷却媒体Ｘの熱量が放熱されることで、冷却媒体Ｘが冷却される。
【００４６】
モーター制御部２８は、発熱体Ｈに供給される信号である所定信号に基づく信号に基づいて冷却媒体冷却部２６を制御するものであり、具体的には、ファン駆動モーター３４を制御することによって、ファン３６の回転数を制御する。
【００４７】
温度センサー３０は、発熱体Ｈの近傍に配置され、発熱体Ｈの温度を測定可能に配置されており、温度管理部３２に接続されている。
【００４８】
そして、温度管理部３２は、温度センサー３０から供給される測定信号に基づいて、信号としてモーター制御部２８に供給する。
【００４９】
次に、上述のように構成された本実施形態に係る冷却システム７の動作（冷却方法）について説明する。本実施形態に係る冷却システム７においては、ポンプ２０が一定駆動されており、一定の流速で冷却媒体Ｘが流体流動部材１８内を循環しているものとする。
【００５０】
冷却媒体Ｘは、流体流動部材１８内を循環する過程で、受熱部２２において発熱体Ｈから熱量を吸熱し、放熱部２４において発熱体Ｈから吸熱した熱量を放熱することによって冷却された後、再び循環して、受熱部２２において発熱体Ｈから熱量を吸熱する。
【００５１】
温度管理部３２には、発熱体Ｈの現在の温度状況が温度センサー３０を介して入力される。そして、信号としてモーター制御部２８に供給される。
【００５２】
（ポンプの構成）
図３は、本実施形態に係わるポンプ２０を示す断面図及び平面図である。積層型圧電素子の保持部材であるケース３８の下部には、図３（Ａ）に示すように、底板４０が溶接によって堅固に固定されている。ポンプの駆動源である積層型圧電素子４２の上面には補強板４４が予め接着され、積層型圧電素子ユニットを構成し、前記ケース３８内部に固定される。この固定は、積層型圧電素子４２の下面と前記底板４０上面の接着による。
【００５３】
積層型圧電素子４２の固定後、ケース３８の上面と補強板４４の上面は研削加工によって、同一平面に加工している。この加工の際に、積層型圧電素子４２には、駆動時における積層型圧電素子４２の駆動電圧の中心値が印加される。したがって、積層型圧電素子４２と補強板４４との上面には、積層型圧電素子４２への電圧がかけられていない状態では段差が発生する。
【００５４】
研削加工後、補強板４４とケース３８との双方に、ダイアフラム４６が接着される。ダイアフラム４６は、厚さ２０μｍのステンレス鋼薄板で形成されているが、補強板４４とケース３８とに接着した下面とは反対側にあたる上面は樹脂皮膜を付けてある。このダイアフラム４６をケース３８との間に挟む形でポンプ室部材４８が取り付けられている。ケース３８とポンプ室部材４８のダイアフラム４６の外周固定部の内周部の形状とは、ケース３８の方が若干大きくなっている。
【００５５】
ポンプ室部材４８は、ポンプ室４８ａ、細管部４８ｂ、出口接続管路（出口流路）４８ｃがその内部に形成されている。ケース３８とポンプ室部材４８との固定は、図示しないビスで行われている。ポンプ室部材４８の上部には、入口流路部材５０が嵌合され、図示しないビスによって固定されている。ポンプ室４８ａはダイアフラム４６が駆動されることによって容積が変更される。出口接続管路４８ｃはポンプ室４８ａから流体を流出させる。
【００５６】
開放されている入口流路部材５０の上面は、柔軟かつガスバリア性の高い圧力調整板（圧力調整要素）５２によって封止されている。圧力調整板５２は大容量バッファーである容積調整室（第１容積調整室）５０ｂの容積を調整させる。圧力調整板５２はその表面積を変化させることで容積調整室５０ｂの容積を調整させる。圧力調整板５２は、弾性を有する部材で形成されている。圧力調整板５２の材質としては、柔軟性とガスバリア性とを両立するために、金属（例えばステンレス、アルミニウム等）薄膜と樹脂との複合材料等が好ましい。金属膜であってもよい。ＰＶＣフィルムを容積調整室５０ｂの天井に貼り付けたもの又はシリコン樹脂等、柔らかいチューブでもよい。圧力調整板５２の表面は伸縮自在な折り目或いは同心円状の波状が付いていてもよいし、蛇腹構造に形成されていてもよい。蛇腹構造は螺旋状であっても夫々が独立した蛇腹であってもよい。
【００５７】
容積調整室５０ｂは、入口流路５０ａに備えられている。容積調整室５０ｂは、ポンプ室４８ａに流入する流体の圧力を調整させる。容積調整室５０ｂの調整容量は、流体流動部材１８（全体）の流体の圧力増分をΔＰ、その時の流体流動部材１８（全体）の体積増分をΔＶ、流体を循環させたときの流体流動部材１８の出口接続管路４８ｃ側の流体の圧力をＰSとしたときに、式
【００５８】
【数２】
0005828372.tif 000003
を満たす調整容量ＶBである。
【００５９】
容積調整室５０ｂは、ポンプ室４８ａに安定的に冷却媒体Ｘを供給する働きをする。容積調整室５０ｂは、上記調整容量ＶBを満たせば、その断面はダイアフラム４６に接着する補強板４４の直径より大きくてもよい。平面視形状は、逆止弁５４を中心に略円状が好ましい（図３（Ｂ）参照）。容積調整室５０ｂの形状としては、特に限定されず、例えば、平面視形状が、三角形、四角形等の多角形をなしていてもよい。
【００６０】
図示しないが容積調整室５０ｂはリング状に形成されていてもよい。これによれば、リング状の間から外部に細管部４８ｂ及び出口接続管路４８ｃを出すことができる。リング状の容積調整室５０ｂの直径は、ダイアフラム４６に接着する補強板４４の直径より大きくてもよい。例えば、その大きさは２倍以上あってもよい。
【００６１】
逆止弁５４は入口流路５０ａとポンプ室４８ａとの間に設けられ、入口流路５０ａを開閉させる。
【００６２】
入口流路５０ａはポンプ室４８ａへ流体を流入させる。入口流路５０ａが設けられた入口流路部材５０の突出部には図示しない入口管路が接続され、同様にポンプ室部材４８の突出部には図示しない出口管路が接続される。この入口管路と出口管路とは、適当な柔軟性を持った樹脂チューブ等で構成されている。チューブは耐熱性があるものでもよい。
【００６３】
次に、本実施形態のポンプ内部の流路について説明する。図示しない入口管路から流入した流体は、容積調整室５０ｂからポンプ室４８ａに流入する。容積調整室５０ｂのポンプ室４８ａへの流路は、徐々に縮小され約φ０．５ｍｍの穴となりポンプ室４８ａへ連通している。この容積調整室５０ｂとポンプ室４８ａとの境界部には、１５μｍのステンレス鋼薄板で形成された逆止弁（流体抵抗要素）５４がチェック弁として設置され、ポンプ室４８ａから容積調整室５０ｂへの逆流を防止している。
【００６４】
ポンプ室４８ａは、細管部４８ｂが開口する接続部分と、ダイアフラム４６上部の扁平形状の圧縮部分で構成される。ポンプ室４８ａから出た流体は、細管部４８ｂ、出口接続管路４８ｃを通り、図示しない接続管路に送出される。
【００６５】
（ポンプの動作）
次に、本実施形態のポンプ２０の動作について説明する。流路のイナータンス値Ｌを定義する。イナータンス値Ｌは、流路の断面積をＳ、流路の長さをｌ、作動流体の密度をρとした場合に、Ｌ＝ρ×ｌ／Ｓで与えられる。流路の差圧をΔＰ、流路を流れる流量をＱとした場合に、イナータンス値Ｌを用いて流路内流体の運動方程式を変形することで、ΔＰ＝Ｌ×ｄＱ／ｄｔという関係が導き出される。
【００６６】
つまりイナータンス値Ｌとは、単位圧力が流量の時間変化に与える影響度合いを示しており、イナータンス値Ｌが大きいほど流量の時間変化が小さく、イナータンス値Ｌが小さいほど流量の時間変化が大きくなる。
【００６７】
複数の流路の並列接続や、複数の形状が異なる流路の直列接続に関する合成イナータンス値は、個々の流路のイナータンス値を、電気回路におけるインダクタンスの並列接続、直列接続と同様に合成して算出すればよい。具体的には、複数の流路を並列接続した場合の合成イナータンス値は、電気回路におけるインダクタンスの並列接続と同様に合成して求められる。複数の形状が異なる流路の直列接続した場合の合成イナータンス値は、電気回路におけるインダクタンスの直列接続と同様に合成して求められる。
【００６８】
流路に柔軟部等の圧力調整要素がある場合は、合成イナータンス値は圧力調整要素まで考慮すればよい。したがって本実施形態のポンプにおいて、入口流路の合成イナータンス値は、圧力調整要素である圧力調整板５２から逆止弁５４までの合成イナータンス値となる。一方、出口流路の合成イナータンス値は、細管部４８ｂと出口接続管路４８ｃのイナータンス値の合計となる。出口流路は入口流路に比較して、流路の長さも長く、流路の断面積も小さいため、出口流路の合成イナータンス値は入口流路よりはるかに大きくなっている。
【００６９】
（第２の実施形態）
（冷却システムの構成）
図４は、本実施形態に係る冷却システム８の概略構成を示す模式図である。本実施形態の説明においては第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７０】
入口流路側容積調整室（第１容積調整室）１９は、流体流動部材１８の入口流路５０ａ側に設けられている。入口流路側容積調整室１９は、ポンプ室４８ａに流入する冷却媒体Ｘの圧力を安定させる。入口流路側容積調整室１９は、伸縮を有する構造を有する。
【００７１】
（入口流路側容積調整室）
図５は、本実施形態に係る入口流路側容積調整室１９を示す断面図である。入口流路側容積調整室１９は、伸縮自在に構成される。入口流路側容積調整室１９は、金属等の部材から構成され、伸縮方向（図５中、上下方向）に沿う中心軸に対して回転対称形状を有する。入口流路側容積調整室１９は、図５に示すように、内部に冷却液体Ｘを流通可能とし、流体流動部材１８に接続される。入口流路側容積調整室１９は、気密性が高く、内部の冷却液体Ｘが揮散しない材質が望ましい。入口流路側容積調整室１９は、流体流動部材１８と接続する端部と逆の端部側が封止された状態でばね２３に接続される。入口流路側容積調整室１９は、流体流動部材１８内の圧力により伸縮駆動する。
【００７２】
ばね２３は、入口流路側容積調整室１９における流体流動部材１８と接続する端部と逆の端部側に接続され、図５中、上下に伸縮可能に構成され伸縮することで入口流路側容積調整室１９を加圧する部材である。ばね２３は、図５中、上下方向に伸縮する。そして、ばね２３は、変位方向の一方の端部がプロジェクター２内部に固定され、他方の端部が入口流路側容積調整室１９に接続される。
【００７３】
流体流動部材１８は、冷却液体Ｘが流通可能に入口流路側容積調整室１９を接続する。この流体流動部材１８は、プロジェクター２内部に固定された状態で配設される。入口流路側容積調整室１９は、流体流動部材１８と接続することで、図５に示すように、例えば中心軸が上下方向に向いた状態となる。
【００７４】
入口流路側容積調整室１９の調整容量は、流体流動部材１８（全体）の流体の圧力増分をΔＰ、その時の流体流動部材１８（全体）の体積増分をΔＶ、流体を循環させたときの流体流動部材１８の出口接続管路４８ｃ側の流体の圧力をＰSとしたときに、式
【００７５】
【数３】
0005828372.tif 000004
を満たす調整容量ＶBである。
【００７６】
次に、上述した入口流路側容積調整室１９の動作を説明する。
図６は、本実施形態に係る容積調整室の動作を説明するための断面図である。具体的に、図６（Ａ）及び（Ｂ）は、入口流路側容積調整室１９が移動終端位置まで移動した状態を示している。例えば、流体流動部材１８内部の容積が増加した場合には、図６（Ａ）に示すように、入口流路側容積調整室１９の収縮により、入口流路側容積調整室１９内部の冷却液体Ｘが流体流動部材１８内に流入する。冷却液体Ｘは、流体流動部材１８内部を、図６中、矢印Ａ方向の順方向に流れ、ポンプ２１に流入する。
【００７７】
流体流動部材１８内部の容積が減少（初期状態）した場合には、図６（Ｂ）に示すように、入口流路側容積調整室１９の伸長により、流体流動部材１８内部の冷却液体Ｘが入口流路側容積調整室１９内部に流入する。
【００７８】
上記実施形態では、入口流路側容積調整室１９は、夫々１つのベローズで構成されていたが、ベローズの数は１つに限らず、２つ以上であってもよい。
【００７９】
（ポンプの構成）
図７は、本実施形態に係わるポンプ２１を示す断面図である。積層型圧電素子の保持部材であるケース３８の下部には、底板４０が溶接によって堅固に固定されている。ポンプの駆動源である積層型圧電素子４２の上面には補強板４４が予め接着され、積層型圧電素子ユニットを構成し、前記ケース３８内部に固定される。この固定は、積層型圧電素子４２の下面と前記底板４０上面の接着による。
【００８０】
積層型圧電素子４２の固定後、ケース３８の上面と補強板４４の上面は研削加工によって、同一平面に加工している。この加工の際に、積層型圧電素子４２には、駆動時における積層型圧電素子４２の駆動電圧の中心値が印加される。したがって、積層型圧電素子４２と補強板４４との上面には、積層型圧電素子４２への電圧がかけられていない状態では段差が発生する。
【００８１】
研削加工後、補強板４４とケース３８との双方に、ダイアフラム４６が接着される。ダイアフラム４６は、厚さ２０μｍのステンレス鋼薄板で形成されているが、補強板４４とケース３８とに接着した下面とは反対側にあたる上面は樹脂皮膜を付けてある。このダイアフラム４６をケース３８との間に挟む形でポンプ室部材４８が取り付けられている。ケース３８とポンプ室部材４８のダイアフラム４６の外周固定部の内周部の形状とは、ケース３８の方が若干大きくなっている。
【００８２】
ポンプ室部材４８は、ポンプ室４８ａ、細管部４８ｂ、出口接続管路（出口流路）４８ｃがその内部に形成されている。ケース３８とポンプ室部材４８との固定は、図示しないビスで行われている。ポンプ室部材４８の上部には、入口流路部材５０が嵌合され、図示しないビスによって固定されている。ポンプ室４８ａはダイアフラム４６が駆動されることによって容積が変更される。出口接続管路４８ｃはポンプ室４８ａから流体を流出させる。
【００８３】
開放されている入口流路部材５０の上面は、柔軟かつガスバリア性の高い振動板（圧力調整要素）５２によって封止されている。振動板５２はバッファー室５０ｃの容積を調整させる。振動板５２はその形状を変化させることでバッファー室５０ｃの容積を調整させる。振動板５２は、柔軟性を有する部材で形成されている。振動板５２の材質としては、柔軟性とガスバリア性とを両立するために、金属（例えばステンレス、アルミニウム等）薄膜と樹脂との複合材料等が好ましい。ＰＶＣフィルムをバッファー室５０ｃの天井に貼り付けたもの又はシリコン樹脂等、柔らかいチューブでもよい。圧力調整板５２の表面は伸縮自在な折り目或いは同心円状の波状が付いていてもよいし、蛇腹構造に形成されていてもよい。蛇腹構造は螺旋状であっても夫々が独立した蛇腹であってもよい。
【００８４】
リード弁５３は入口流路５０ａとポンプ室４８ａとの間に設けられ、入口流路５０ａを開閉させる。
【００８５】
入口流路５０ａはポンプ室４８ａへ流体を流入させる。入口流路５０ａが設けられた入口流路部材５０の突出部には図示しない入口管路が接続され、同様にポンプ室部材４８の突出部には図示しない出口管路が接続される。この入口管路と出口管路とは、適当な柔軟性を持った樹脂チューブ等で構成されている。
【００８６】
次に、本実施形態のポンプ内部の流路について説明する。図示しない入口管路から流入した流体は、バッファー室５０ｃからポンプ室４８ａに流入する。バッファー室５０ｃのポンプ室４８ａへの流路は、徐々に縮小され約φ０．５ｍｍの穴となりポンプ室４８ａへ連通している。このバッファー室５０ｃとポンプ室４８ａとの境界部には、１５μｍのステンレス鋼薄板で形成されたリード弁（流体抵抗要素）５３がチェック弁として設置され、ポンプ室４８ａからバッファー室５０ｃへの逆流を防止している。
【００８７】
ポンプ室４８ａは、細管部４８ｂが開口する接続部分と、ダイアフラム４６上部の扁平形状の圧縮部分で構成される。ポンプ室４８ａから出た流体は、細管部４８ｂ、出口接続管路４８ｃを通り、図示しない接続管路に送出される。
【００８８】
（ポンプの動作）
次に、本実施形態のポンプ２１の動作について説明する。流路のイナータンス値Ｌを定義する。イナータンス値Ｌは、流路の断面積をＳ、流路の長さをｌ、作動流体の密度をρとした場合に、Ｌ＝ρ×ｌ／Ｓで与えられる。流路の差圧をΔＰ、流路を流れる流量をＱとした場合に、イナータンス値Ｌを用いて流路内流体の運動方程式を変形することで、ΔＰ＝Ｌ×ｄＱ／ｄｔという関係が導き出される。
【００８９】
つまりイナータンス値Ｌとは、単位圧力が流量の時間変化に与える影響度合いを示しており、イナータンス値Ｌが大きいほど流量の時間変化が小さく、イナータンス値Ｌが小さいほど流量の時間変化が大きくなる。
【００９０】
複数の流路の並列接続や、複数の形状が異なる流路の直列接続に関する合成イナータンス値は、個々の流路のイナータンス値を、電気回路におけるインダクタンスの並列接続、直列接続と同様に合成して算出すればよい。具体的には、複数の流路を並列接続した場合の合成イナータンス値は、電気回路におけるインダクタンスの並列接続と同様に合成して求められる。複数の形状が異なる流路の直列接続した場合の合成イナータンス値は、電気回路におけるインダクタンスの直列接続と同様に合成して求められる。
【００９１】
流路に柔軟部等の圧力調整要素がある場合は、合成イナータンス値は圧力調整要素まで考慮すればよい。したがって本実施形態のポンプにおいて、入口流路の合成イナータンス値は、圧力調整要素である圧力調整板５２からリード弁５３までの合成イナータンス値となる。一方、出口流路の合成イナータンス値は、細管部４８ｂと出口接続管路４８ｃのイナータンス値の合計となる。出口流路は入口流路に比較して、流路の長さも長く、流路の断面積も小さいため、出口流路の合成イナータンス値は入口流路より大きくなっている。
【００９２】
（第３の実施形態）
（冷却システムの構成）
図８は、本実施形態に係る冷却システム９の概略構成を示す模式図である。本実施形態の説明においては第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９３】
本実施形態の冷却システム（冷却装置）９は、冷却媒体Ｘを介して発熱体Ｈを冷却するためのものであり、図８に示すように、流体流動部材（チューブ）（循環流路）１８、ポンプ２０（２１）、及び受熱部２２を備えて構成されている。これは第１の実施形態における放熱部、冷却媒体冷却部、モーター制御部、温度センサー、及び温度管理部を省略した構成である。すなわち、発熱体Ｈを冷却した後の冷却媒体Ｘの熱は、冷却媒体Ｘが流体流動部材１８を介して、流体流動部材１８外に供与されるものである。この場合には、流体流動部材１８の長さを調節することにより、発熱体Ｈを冷却した後の冷却媒体Ｘを、所望の温度にすることができる。流体流動部材１８及びポンプ２０（２１）をプロジェクター内部における通風状態の良いところに設置することが好ましい。
【００９４】
（変形例１）
図９は、本変形例に係る容積調整室を示す断面図である。本変形例は、上記実施形態において、出口流路側容積調整室（第２容積調整室）２５を追加した構成である。
【００９５】
出口流路側容積調整室２５は、流体流動部材１８の出口接続管路（出口流路）４８ｃ側に設けられている。出口流路側容積調整室２５は、ポンプ２１から流出する冷却液体Ｘの脈動吸収用である。入口流路側容積調整室１９と出口流路側容積調整室２５とは、ポンプ２１に対して並列に配置されている。出口流路側容積調整室２５は、ベローズ状に形成された伸縮管である。
【００９６】
入口流路側容積調整室１９及び出口流路側容積調整室２５は、天秤２７を介して１つのばね２３と接続されている。天秤２７のばね２３の位置を変化させることによって入口流路側容積調整室１９及び出口流路側容積調整室２５にバランスよく力を伝えることができる。入口流路側容積調整室１９及び出口流路側容積調整室２５は、力学的に連結されていて内部の冷却液体Ｘが減ったときにも互いにバランスがとれる。入口流路側容積調整室１９は、出口流路側容積調整室２５より柔らかい材料で柔軟に変形させてもよい。
【００９７】
（変形例２）
図１０は、本変形例に係る容積調整室を示す断面図である。本変形例は、上記変形例において、入口流路側容積調整室１９と出口流路側容積調整室２５とを、ポンプ２１に対して直列に配置している。入口流路側容積調整室１９と出口流路側容積調整室２５とは、１つのばね２３と接続されている。ポンプ２１は、入口流路側容積調整室１９と出口流路側容積調整室２５とに挟まれることで振動が外部に伝わりにくくなり、静穏化が可能である。
【００９８】
（変形例３）
図１１は、本変形例に係る容積調整室を示す断面図である。本変形例は、上記変形例において、ポンプ２０（２１）は、入口流路側容積調整室１９と出口流路側容積調整室２５とに覆われるように配置している。底付き円筒型のベースユニット６０の上面に入口流路側容積調整室１９、入口流路側容積調整室側密封ケース６２、出口流路側容積調整室側密封ケース６４、出口流路側容積調整室２５の順で重ねられ、それぞれの縁部をリング部材６６によって押さえられている。リング部材の固定には複数のボルト６８を用いている。
【００９９】
入口流路側容積調整室側密封ケース６２と出口流路側容積調整室側密封ケース６４で形成されるポンプユニット格納室７０にはポンプ２０（２１）及びポンプ駆動回路７２が固定されている。入口流路側容積調整室側密封ケース６２及び出口流路側容積調整室側密封ケース６４にはそれぞれポンプ２０（２１）と連通する流路７４，７６が設けられている。
【０１００】
（その他変形例）
上記実施形態では、透過型の液晶パネル（液晶ライトバルブ１２）を採用していたが、これに限らず、反射型の液晶パネルを採用してもよく、あるいは、ディジタル・マイクロミラー・デバイス（テキサス・インスツルメント社の商標）を採用してもよい。
【０１０１】
上記実施形態では、液晶ライトバルブ１２を３枚設けた構成としていたが、これに限らず、１枚のみの液晶ライトバルブ１２を設ける構成としてもよい。
【０１０２】
上記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクターの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側の投射を行うリアタイプのプロジェクターにも適用可能である。
【０１０３】
上記実施形態では、プロジェクターを採用したが、これに限らず、その他の電子機器、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備えたパーソナルコンピューター、プリンター、あるいは医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置）に本実施形態に係る冷却システムを採用してもよい。
【０１０４】
上記実施形態においては、冷却媒体冷却部２６がファン駆動モーター３４及びファン３６から構成されているものとして説明した。しかしながら、本実施形態はこれに限定されるものではなく、冷却媒体冷却部２６としてペルチェ素子等を用いることもできる。
【０１０５】
入口流路側容積調整室１９及び出口流路側容積調整室２５は、エアシリンダー、ダイアフラム、あるいは一般的に合成樹脂やアルミ箔を積層加工（ラミネート加工）したフィルムの容器であってもよい。入口流路側容積調整室１９及び出口流路側容積調整室２５は、エアー圧力を推力に変換する装置であれば、特に制限はない。
【符号の説明】
【０１０６】
２…プロジェクター  ４…外装筐体  ６…光学装置  ７，８，９…冷却システム（冷却装置）  １０…光源装置  １０Ｒ…Ｒ色光用ＬＥＤモジュール  １０Ｇ…Ｇ色光用ＬＥＤモジュール  １０Ｂ…Ｂ色光用ＬＥＤモジュール  １２…液晶ライトバルブ  １４…クロスダイクロイックプリズム  １６…投射レンズ  １８…流体流動部材（チューブ）（循環流路）  １９…入口流路側容積調整室（第１容積調整室）  ２０，２１…ポンプ  ２２…受熱部  ２３…ばね  ２４…放熱部  ２５…出口流路側容積調整室（第２容積調整室）  ２６…冷却媒体冷却部  ２７…天秤  ２８…モーター制御部  ３０…温度センサー  ３２…温度管理部  ３４…ファン駆動モーター  ３６…ファン  ３８…ケース  ４０…底板  ４２…積層型圧電素子  ４４…補強板  ４６…ダイアフラム  ４８…ポンプ室部材  ４８ａ…ポンプ室  ４８ｂ…細管部  ４８ｃ…出口接続管路（出口流路）  ５０…入口流路部材  ５０ａ…入口流路  ５０ｂ…容積調整室（第１容積調整室）  ５０ｃ…バッファー室  ５２…圧力調整板（圧力調整要素）（振動板）  ５３…リード弁（流体抵抗要素）（圧力調整要素）  ５４…逆止弁（流体抵抗要素）  ６０…ベースユニット（流体抵抗要素）  ６２…入口流路側容積調整室側密封ケース  ６４…出口流路側容積調整室側密封ケース  ６６…リング部材  ６８…ボルト  ７０…ポンプユニット格納室  ７２…ポンプ駆動回路  ７４，７６…流路。
【図１】
0005828372.tif 000006
【図２】
0005828372.tif 000007
【図３】
0005828372.tif 000008
【図４】
0005828372.tif 000009
【図５】
0005828372.tif 000010
【図６】
0005828372.tif 000011
【図７】
0005828372.tif 000012
【図８】
0005828372.tif 000013
【図９】
0005828372.tif 000014
【図１０】
0005828372.tif 000015
【図１１】
0005828372.tif 000016
【図１２】
0005828372.tif 000017